加强瓦斯综合防治.doc

加强瓦斯综合防治 促进煤矿安全生产 辽源矿业集团有限责任公司 辽源矿业（集团）有限责任公司始建于1947年6月，一直为全国煤矿45户瓦斯防治重点监控企业之一，现有辽源、梅河、金宝屯、龙家堡4个煤田。地质条件复杂，自然灾害严重，多数矿井为高瓦斯矿井。瓦斯绝对涌出量为133.93 m3/min，回采工作面绝对瓦斯涌出量最高达17.7 m3/min。煤层透气性系数为0.32～0.46 m2/（MPa2d）。煤层自然发火期为2～6个月，最短12d，煤尘具有爆炸性。目前最大开采深度780m。历史上曾多次发生重大瓦斯伤亡事故。近几年，由于加强了瓦斯综合治理，特别是加大了瓦斯的抽采力度，已连续7年多消灭了瓦斯煤尘事故。 一、以加强瓦斯抽采为重点，全面实施瓦斯综合治理 随着开采深度的增加和开采强度的加大，瓦斯涌出量越来越大，严重威胁矿井安全生产。为认真贯彻落实“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针和“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理方针，集团公司确立了以瓦斯抽采为重点，全面实施瓦斯综合治理的工作目标，高瓦斯矿井编制了矿井瓦斯综合治理方案和规划，对瓦斯抽采工程落实工作量、人员、时间和抽采量，坚持做到“先抽后掘、先抽后采、不抽不采”。 一建立完善可靠的瓦斯抽采系统 通过多年实践深刻认识到，如果没有完善可靠的瓦斯抽采系统，那么加强瓦斯抽采工作只是一句空话。为此，集团公司近几年来不断加大瓦斯抽采系统建设的资金投入，所有高瓦斯矿井全部上齐了瓦斯抽采系统。截止2007年末，全公司共在用4套地面瓦斯抽采系统，11套井下移动抽采系统，共安装大功率瓦斯泵31台，改造和新铺设瓦斯抽采管路31000m。为了加大抽采系统能力，多次对瓦斯抽采系统进行改造将干线抽采管路由原来的φ108～159mm全部换成φ214～325mm；淘汰了效率低、流量小的SZ型真空瓦斯抽采泵，更换为大功率、大流量的2BE系列瓦斯泵；购置全液压瓦斯钻机，使瓦斯抽采系统能力和装备水平得到大幅度提升，确保了瓦斯抽采工作顺利开展。 二突出重点，全力抓好瓦斯预抽工作 抓好瓦斯预抽是做好防治瓦斯工作重中之重，是治本措施，可收到事半功倍的效果。瓦斯预抽采时间越长，预抽采量越大，开采时越安全。为此，集团公司千方百计加大瓦斯预抽采工作。几年来通过对抽采工艺和抽采方法的不断优化，使矿井瓦斯抽采率由原来的10％提高到40％～62％，瓦斯预抽量逐年递增，2007年瓦斯预抽量已达到抽采总量的1/3。 一是编制实施瓦斯综合治理规划。结合矿井开采规模、深部开拓及瓦斯赋存情况，各高瓦斯矿井认真编制矿井瓦斯综合治理规划，对矿井深部水平开拓、瓦斯预抽工作及相关工程在时间、工程量、材料供给及接续等方面进行详细安排，以保证煤层预抽瓦斯在矿井生产中的可行性。在规划中，严格规定了矿井深部水平开拓至少提前3年完成，煤层预抽瓦斯时间不得少于1年，预抽率不小于30％，预抽后瓦斯含量不得高于5 m3/t，以上规定有一项未达到规定不准开采。每季度由集团公司组织安全生产技术部门对规划实施情况进行验收。 二是在煤层瓦斯预抽方法上不断总结创新。自20世纪90年代以来，在预抽煤层瓦斯方面大致经历了三个阶段第一专用瓦斯道短距离钻孔预抽煤层瓦斯；第二利用边界系统沿煤层走向施工长距离密集钻孔预抽煤层瓦斯；第三专用瓦斯道多钻孔巷道封闭式预抽采煤层瓦斯。第一、二阶段抽采方法在抽采期间需对钻孔、管路等进行大量的维护工作，占用管理人员多，而且抽采期间钻孔及巷道容易出现发火事故，安全性差。特别是采用第二阶段抽采方法时，如煤层走向赋存不稳定或煤层薄，则钻孔中煤孔占有率降低，造成抽采效果差。第三阶段抽采方法抽采流量大、浓度高、安全好，并能长期稳定在大流量状态，而且实施预抽采过程中程序简单，占用管理人员少，安全性高，优点突出。在透气性极低煤层采用立体交叉网格式钻孔结合巷道封闭式抽采方法，既解决了打钻时喷孔、塌孔问题，同时突破了低透气性煤层预抽困难的瓶颈。经过几个抽采区域测算，在合理布置钻孔、保证预抽时间等条件下，瓦斯预抽采率平均达到36％以上，有效地降低了煤层瓦斯涌出量，均收到了较好预抽采效果。 例如梅河矿二井5103区瓦斯道为集团公司第一个采用多钻孔巷道封闭式预抽煤层瓦斯的瓦斯道，原始煤层掘进期间向工作迎头打钻抽采前方瓦斯并对煤层卸压，钻孔施工超前掘进工作面60m,经预抽后掘送30m,再停止掘进打钻预抽,如此循环进行。另外，在掘进过程中如发现风排瓦斯浓度超过0.5％，则立即停止掘进，延长预抽时间，保证了巷道掘进期间安全。抽采队随着掘进施工进度，在瓦斯道内顺煤层倾向打钻，随打随抽煤层瓦斯。在巷道，打钻工作结束后，打开全部钻孔，撤出巷道内风筒，对瓦斯道进行了封闭，封闭后利用砂带通管抽采瓦斯道内气体。抽采期间瓦斯抽采流量在3.5～6.5ｍ3/min,最高抽采瓦斯浓度达55％。经过两年预抽瓦斯，共抽出瓦斯425.4万ｍ3，煤层瓦斯抽采率达48.74％，煤层瓦斯含量由11.15ｍ3/t下降为4.6ｍ3/t。 该区采用综采放顶煤开采，在长达14个月的回采期间未出现瓦斯超限现象。 经过几年的实践证实，原始煤层瓦斯经预抽后，吨煤瓦斯含量降到5 m3/t以下时，回采期间再辅以两道（回风道、入风道）超前钻孔抽采采空区瓦斯，就能保证采区安全生产。 三不断总结创新，持续改进瓦斯抽采工艺，加大瓦斯抽采量 几年来，在借鉴外部煤矿企业抽采经验的同时，在抽采方式方法上进一步总结创新，形成了大流量瓦斯泵、大功率钻机、大直径钻孔、大直径管路、长时间抽采的“四大一长”抽采方式。对原始煤层采取煤巷掘进超前钻孔抽采；回采期间采用高位钻孔抽采、高位尾巷抽采等措施来加大瓦斯抽采量。在预抽煤层瓦斯方法上，一是采取送煤岩巷瓦斯道，再沿走向每隔5m顺煤层倾向施工密集抽采钻孔，一次覆盖整个煤层，然后封闭巷道抽采煤层瓦斯；二是利用采区边界系统，沿煤层倾向每隔5m向煤层施工走向长距离钻孔，再联网抽采煤层瓦斯。 回采期间除了在入回风顺槽施工超前钻孔、上砂口插管抽采采空区内高浓度瓦斯外，还采取工作面初采前，在工作面上头掘送高位尾巷留设抽采管路以及利用现有巷道向开采区上部的已采区内打钻抽采采空区内高浓度瓦斯来降低回采空间瓦斯涌出量。如梅河矿三井2110区开采下部分层时，在＋100m水平大巷向其上部已开采区老塘打钻抽采瓦斯，抽采浓度始终在60％～80％，最大流量达14.7ｍ3/min，有效地解决了该区下部分层回采期间瓦斯超限问题。 西安煤业公司为衰老矿井，现已进入残煤回采阶段，自2005年开始采用综采放顶煤采法后，瓦斯涌出受气压影响较明显。为此，集团公司对残煤综采区不管是否是高瓦斯矿井，都装备了移动瓦斯抽采系统，充分利用钻孔和采空区埋设管路抽采采空区瓦斯，有效地解决了瓦斯超限现象。 为了更好地处理抽采瓦斯过程中煤炭自然发火和瓦斯抽采之间的矛盾，引进了氮气防灭火技术，重点用于采空区防火。采空区注入大量氮气后，对采空区既起到惰化作用，阻止了煤炭自燃，同时又置换了采空区内的大量瓦斯，增大了瓦斯抽排量，对防止大气压急剧下降造成的瓦斯超限问题也起到了很好的治理作用。抽采瓦斯期间，坚持定期对抽出气体化验分析，发现问题及时采取措施进行处理。 由于瓦斯抽采工艺的不断改进，促进了抽采量的增加，有效降低了采掘期间瓦斯涌出量，有力地遏制了瓦斯事故的发生。 四加强管理，确保各项措施得到落实 一是集团公司和各矿均成立了瓦斯专业领导小组，负责瓦斯专项治理的领导工作，制定了各级通风瓦斯安全责任制和考核办法，明确了各层次人员的责任，做到责任明晰、权利明晰、利益明晰。各高瓦斯矿井都成立了专职的打钻抽放队伍。 二是集团公司先后制定下发了“一通三防”管理制度、瓦斯综合治理管理规定、监测监控管理规定、矿井巷道维修管理规定。每年在集团公司一号文件中都制定出有针对性的“一通三防”处罚硬性规定，严肃处理违章违纪的责任者，规范和指导瓦斯防治工作。 三是针对瓦斯涌出量大的区域实行瓦斯特区管理，资金、装备、人员向瓦斯特区倾斜，并实施对等奖惩制度。实践证明，这种突出重点的管理方式，责、权、利相结合，收到了较好效果。截止2007年末，已经安全采出瓦斯特区152个，获得煤量1064万t。 四是为认真吸取全国低瓦斯矿井瓦斯事故教训，集团公司所属低瓦斯矿井全部按高瓦斯矿井管理。该项决定实施后，低瓦斯矿井瓦斯综合治理工作得到前所未有的重视和加强，矿井安全程度因此得到大幅提升。 二、加大通风系统改造，加强瓦斯防治基础工作 一坚决贯彻落实“以风定产”方针 公司始终把建立合理、稳定、可靠的通风系统作为防治重大瓦斯、煤尘事故的基础工作来抓，定期对公司所属矿井通风系统进行全面普查核定，对供风能力不足的矿井、采区，果断停头停面，坚决做到风量不足不发展采区。 二加大通风系统改造力度 前几年由于矿井风量不足，造成该插的孔插不上、该采的面采不了，经常出现瓦斯积存和超限现象，严重威胁矿井安全生产。公司经过对所属矿井通风系统的详细调查、分析，并结合矿井长远发展规划，对不合理的通风系统逐步进行优化和改造。一是更换能力差、效率低的主通风机14台，矿井总风量增加10000 m3/min。二是进一步优化通风系统，共新挖掘总排风道1120m，拉底扩大巷道断面12600ｍ，提高了矿井通风能力。三是加强局部通风管理，在全公司掘进工作面推广使用大功率对旋节能局部通风机和大直径高强度拉链风筒（直径0.6～1.0m），淘汰落后的JBT型局部通风机。局部通风机必须实现“三专两闭锁”和“双风机、自动转换”，保证了局部通风机的连续可靠运转，提高了工作面风量，有效防止了瓦斯超限现象。四是集中力量开展巷修会战，集团公司每年都投入1000多万元专项资金用于失修巷道维修，保证了通风系统畅通，降低了矿井通风阻力。 正是由于对全公司通风系统进行了科学合理的改造，才使之更加完善、合理、可靠，矿井风量充足，为有效防治瓦斯灾害奠定了坚实的基础。 三、完善矿井安全监控系统 实现瓦斯远程管理 2005年公司所有矿井安全监控系统实现联网，部分瓦斯抽采系统实现自动监测，实现了瓦斯、一氧化碳超限时手机群发短信报警功能，提高了瓦斯预警防治能力。2007年又按新标准对原有安全监控系统进行了升级改造，补全了各种传感器，为有效防治瓦斯事故起到了重要作用。 四、进行科技攻关，不断提升瓦斯抽采水平 围绕瓦斯治理深层次技术难题，先后与抚顺煤科分院、辽宁工程技术大学合作攻关，对抽采钻孔的施工工艺及抽采方法进行改进，特别是采用风力排渣后，有效地克服了松软煤层施工钻孔时排渣困难问题，使松软煤层中钻孔施工长度比水力排渣前提高50～80m，为预抽煤层瓦斯奠定了基础。煤巷多钻孔封闭式抽采瓦斯通过了中国煤炭工业协会的鉴定，属国内首创，极具推广价值。 五、抓好瓦斯利用，以用促抽，以抽保安 2006年分别在梅河煤矿二、三井建立瓦斯发电站。共装备7台低浓度瓦斯发电机组，总装机容量3500kW。在瓦斯发电利用过程中，围绕发电机组瓦斯供给，经集团公司和矿认真研究，制定了瓦斯发电抽采计划，经实施后瓦斯抽采量比原先提高15％以上，截止2007年末累计发电1332万度，利用瓦斯665万m3，矿井安全状况也进一步得到提升，真正实现了以用促抽、以抽保安的良性循环。为进一步加大瓦斯利用工作，2008年集团公司决定再安装2000kW发电机组，以实现瓦斯和煤炭的高效同采。